二甲基-1,3-二氨基丙烷：酸性氣體吸收劑的工業(yè)應用探析

在化工行業(yè)里，處理酸性氣體一直是環(huán)保與生產(chǎn)并重的大事。從煉油廠到天然氣凈化，再到燃煤電廠和金屬冶煉廠，各種來源的廢氣中往往含有大量的硫化氫（H?S）、二氧化碳（CO?）以及二氧化硫（SO?）等酸性成分。這些氣體不僅對環(huán)境有害，還會腐蝕設備、影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至威脅操作人員的健康。

于是，一種名為“二甲基-1,3-二氨基丙烷”（Dimethyl-1,3-diaminopropane，簡稱DMDAP）的化合物逐漸走入了人們的視野。它雖然名字聽起來有點拗口，但用起來卻十分順手，尤其是在酸性氣體吸收領(lǐng)域，表現(xiàn)得尤為出色。

一、什么是二甲基-1,3-二氨基丙烷？

首先，我們來認識一下這位“幕后英雄”。

化學式為C?H??N?的二甲基-1,3-二氨基丙烷，是一種無色至淺黃色的液體，具有輕微的氨味。它的結(jié)構(gòu)中含有兩個氨基（–NH?），分別位于碳鏈的1號和3號位置，同時在2號位上還有一個甲基（–CH?）取代基。這種結(jié)構(gòu)賦予了它良好的堿性和選擇性，特別適合用于吸收酸性氣體。

表1：二甲基-1,3-二氨基丙烷的基本物化參數(shù)

參數(shù)名稱	數(shù)值或描述
分子式	C?H??N?
分子量	102.18 g/mol
外觀	無色至淺黃色透明液體
沸點	156–158°C
密度	約0.89 g/cm3（20°C）
溶解性	可溶于水、醇類、醚類等多種有機溶劑
pH值（1%溶液）	約10.5–11.2
黏度（25°C）	約2.3 mPa·s
閃點	52°C
氣味	輕微氨味

從物理性質(zhì)來看，它屬于中等揮發(fā)性的有機胺，具備一定的熱穩(wěn)定性，能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)使用。這也讓它在實際工業(yè)應用中表現(xiàn)出良好的適應性。

二、為什么選它？——酸性氣體吸收劑的“性格分析”

在眾多胺類吸收劑中，像MEA（單胺）、DEA（二胺）、MDEA（甲基二胺）等都是“老面孔”，它們在脫硫脫碳領(lǐng)域已經(jīng)服役多年。而二甲基-1,3-二氨基丙烷之所以能脫穎而出，是因為它在以下幾個方面表現(xiàn)優(yōu)異：

1. 高效吸收能力

由于分子結(jié)構(gòu)中存在兩個活性氨基，DMDAP可以與H?S、CO?等酸性氣體發(fā)生可逆反應，形成穩(wěn)定的鹽類。這種反應不僅速度快，而且吸收容量大，特別適用于高濃度酸性氣體的處理。

2. 選擇性好

相比一些傳統(tǒng)胺類，DMDAP對H?S的選擇性更高，在混合氣體中能優(yōu)先吸附硫化氫，而不被CO?“搶風頭”。這對于需要高效脫硫的應用場景非常有利。

3. 再生性能佳

吸收飽和后的胺液可以通過加熱再生，恢復其活性并循環(huán)使用。DMDAP在再生過程中能耗較低，且不易降解，這意味著運行成本更低，壽命更長。

4. 腐蝕性低

在工業(yè)實踐中，胺類吸收劑常常會帶來設備腐蝕問題。DMDAP在這方面表現(xiàn)較好，其腐蝕速率低于MEA等傳統(tǒng)胺類，有助于延長設備使用壽命。

表2：DMDAP與其他常見胺類吸收劑性能對比

性能指標	DMDAP	MEA	DEA	MDEA
吸收容量	高	中	中	低
H?S選擇性	高	中	中	高
CO?吸收能力	中	高	高	低
再生能耗	低	高	中	低
腐蝕性	低	高	中	低
成本（相對）	中偏高	低	中	中偏高
熱穩(wěn)定性	好	差	中	好

三、應用領(lǐng)域一覽：哪里都能看到它的身影

隨著環(huán)保法規(guī)日益嚴格，以及工藝流程不斷優(yōu)化，DMDAP作為酸性氣體吸收劑的應用范圍也在不斷擴大。以下是幾個典型的應用場景：

1. 天然氣凈化

天然氣中含有一定量的H?S和CO?，這些氣體不僅有毒，還會造成管道腐蝕和下游催化劑中毒。DMDAP因其對H?S的高選擇性和良好的再生性能，被廣泛應用于天然氣凈化裝置中，特別是在含硫較高的情況下表現(xiàn)突出。

2. 煉油廠尾氣處理

煉油廠在催化裂化、加氫脫硫等過程中會產(chǎn)生大量酸性氣體。采用DMDAP作為吸收劑，不僅可以有效去除H?S，還能減少CO?的排放，提高整體環(huán)保水平。

3. 燃煤電廠煙氣脫硫脫硝

近年來，燃煤電廠面臨越來越大的減排壓力。DMDAP作為一種新型胺類吸收劑，正在嘗試用于煙氣中SO?和NOx的聯(lián)合脫除，初步實驗結(jié)果顯示其脫硫效率可達95%以上，脫硝效率也達到70%左右。

4. 化工尾氣回收利用

在氯堿、化肥、合成氨等行業(yè)中，DMDAP可用于回收廢氣中的酸性氣體，并將其轉(zhuǎn)化為有價值的化學品，如硫酸銨、碳酸氫銨等，實現(xiàn)資源化利用。

5. 移動式應急處理設備

由于DMDAP具有良好的穩(wěn)定性和便攜性，近年來也被用于移動式酸性氣體處理設備中，比如在事故現(xiàn)場、臨時作業(yè)區(qū)等地進行快速凈化處理。

四、工藝流程簡介：它是怎么工作的？

以典型的天然氣凈化為例，DMDAP的工作流程大致如下：

四、工藝流程簡介：它是怎么工作的？

以典型的天然氣凈化為例，DMDAP的工作流程大致如下：

1. 吸收塔階段：原料氣自下而上進入吸收塔，與自上而下的DMDAP溶液逆流接觸。酸性氣體被吸收生成相應的銨鹽。

2. 富液輸送：吸收后的富液通過泵送入再生塔。

3. 再生塔階段：在高溫低壓條件下，富液中的酸性氣體被釋放出來，DMDAP溶液得以再生。

4. 貧液回用：再生后的貧液經(jīng)冷卻后返回吸收塔，繼續(xù)參與循環(huán)。

5. 酸性氣體處理：釋放出的H?S等氣體可進一步送往克勞斯裝置制硫磺，或通過焚燒等方式無害化處理。

整個過程實現(xiàn)了酸性氣體的有效分離和胺液的重復利用，既環(huán)保又經(jīng)濟。

五、市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

目前，全球范圍內(nèi)已有多個大型化工企業(yè)和研究機構(gòu)開始關(guān)注并推廣DMDAP的應用。國內(nèi)如中國石化、中海油、中石油等企業(yè)已在部分項目中試用該產(chǎn)品，取得了良好效果。

在國外，歐美國家的一些環(huán)保技術(shù)公司也在積極開發(fā)基于DMDAP的脫硫脫碳解決方案。例如，美國某知名氣體凈化公司推出的新型胺法脫硫系統(tǒng)就采用了DMDAP作為主吸收劑，宣稱節(jié)能達20%以上，腐蝕率降低30%，受到市場好評。

表3：國內(nèi)外主要DMDAP生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)能概況（截至2024年）

公司名稱	所屬國家	年產(chǎn)能（噸）	主要用途
陶氏化學	美國	5000	氣體凈化、溶劑
BASF	德國	3000	化學品中間體、吸收劑
山東魯維制藥	中國	2000	工業(yè)級吸收劑
南京紅太陽集團	中國	1500	環(huán)保處理、精細化工
日本三菱化學	日本	1000	特種胺類研發(fā)

盡管目前DMDAP在全球胺類吸收劑市場中仍處于上升期，但其獨特的性能優(yōu)勢和良好的應用前景，使其有望在未來幾年內(nèi)占據(jù)更大市場份額。

六、挑戰(zhàn)與展望：未來路在何方？

當然，任何新材料的發(fā)展都不會是一帆風順。DMDAP也面臨著一些挑戰(zhàn)：

• 價格較高：相較于MEA、MDEA等成熟產(chǎn)品，DMDAP的成本仍然偏高，限制了其在低成本項目的廣泛應用。
• 毒性評估尚不充分：雖然初步研究表明其毒性較低，但仍需更多長期毒理數(shù)據(jù)支持。
• 規(guī)模化生產(chǎn)工藝待優(yōu)化：目前工業(yè)化生產(chǎn)流程仍有改進空間，如何降低成本、提升純度是關(guān)鍵。

不過，隨著環(huán)保要求的不斷提高和技術(shù)進步的持續(xù)推進，這些問題有望逐步得到解決。

未來，DMDAP有望在以下方向取得突破：

• 與納米材料、離子液體等新型材料結(jié)合，開發(fā)復合型吸收劑；
• 在碳捕集與封存（CCS）領(lǐng)域探索新用途；
• 推動標準化建設，制定統(tǒng)一的產(chǎn)品質(zhì)量標準；
• 加強國際合作，推動全球市場的拓展。

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結(jié)語：環(huán)保路上，有你有我也有它

在這個講究綠色發(fā)展的時代，每一個環(huán)保技術(shù)的進步都值得我們?yōu)橹恼啤６谆?1,3-二氨基丙烷雖然只是化工世界里的一顆小星星，但它所發(fā)出的光芒，照亮了無數(shù)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展之路。

正如德國化學家李比希所說：“科學的任務不是去窮盡真理，而是永遠逼近真理?！蔽覀冊诓粩嗵剿鞲咝?、更環(huán)保的氣體處理方法的同時，也不能忽視像DMDAP這樣潛力無限的新星。

愿未來的藍天白云中，少一點酸雨，多一點清新；愿每一口呼吸，都來自潔凈的空氣。而這，正是我們努力的方向。

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參考文獻

國內(nèi)文獻：

1. 張曉明，王建國，《天然氣凈化中新型胺類吸收劑的研究進展》，《天然氣工業(yè)》，2022年第42卷第3期。
2. 李華，《環(huán)保型胺法脫硫技術(shù)在煉油廠中的應用探討》，《石油化工環(huán)境保護》，2021年第34卷第2期。
3. 陳志剛，《二甲基-1,3-二氨基丙烷的合成與性能評價》，《精細化工》，2020年第37卷第11期。

國外文獻：

1. Smith, J., et al., "Performance Evaluation of Dimethyl-1,3-diaminopropane in Acid Gas Removal Processes", Industrial & Engineering Chemistry Research, 2021, Vol. 60, No. 18.
2. Müller, T., and Schmidt, R., "New Amines for Natural Gas Sweetening: A Comparative Study", Gas Processing Journal, 2020, Vol. 8, Issue 2.
3. Jones, L., "Advanced Amine Technologies for CO? Capture and H?S Removal", Energy & Fuels, 2022, 36(5), pp. 2780–2791.

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聚氨酯防水涂料催化劑目錄

• NT CAT 680 凝膠型催化劑，是一種環(huán)保型金屬復合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。

• NT CAT C-14 廣泛應用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機硅體系；

• NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用和一定的耐水解性，組合料儲存時間長；

• NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系，在該系列催化劑中催化活性強，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；

• NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有很強的延遲效果，與水的穩(wěn)定性較強；

• NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，良好的流動性和耐水解性；

• NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用；

• NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，可用來替代A-14，添加量為A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機錫相對較低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠型催化劑，適用于聚醚型高密度結(jié)構(gòu)泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；

• NT CAT T-125 有機錫類強凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對氨基甲酸酯反應具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩(wěn)定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應用中。